【正文】 摘要 摘 要 隨著電力電子技術(shù)的、計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展，為電源檢測技術(shù)帶來了革命性的變化。由于 鐵道電氣化供電、電氣牽引、信號控制、無線通信、計算機指揮調(diào)度中心及家庭日常生活等應用領(lǐng)域都在大量應用各種各樣的電源， 因此人們 對電子負載的需求越來越多，對其性能要求也越來越高。 而傳統(tǒng)的電源檢測技術(shù)面臨著極大的挑戰(zhàn)。為準確檢測電源的可靠性和帶載能力，因此把電力電子技術(shù)和微機控制技術(shù)有機地結(jié)合起來，實現(xiàn)電源的可靠檢測。 本 系統(tǒng)主要以 89C51 單片機 為 控制 核心； 設計恒流方式的電子負載，即無論電壓如何變化，流過該電 子負載的電流恒定，且電流值可設定。 包括控制電路 (MCU)、驅(qū)動 隔離 電路 (PWM 波 )、 主電路、 采樣電路、顯示電路等 ； 能夠檢測被測電源的電流值、電壓值；各個參數(shù)都能直觀的在數(shù)碼管上顯示。 關(guān)鍵詞 ： 電子負載； 單片機（ MCU）；數(shù)模（ D/A）； PWM。 Abstract Abstract With the power electronics technology, puter technology and the rapid development of automatic control technology for power detection technology brings revolutionary change. As the railway electrification power supply, electric traction, signal control, wireless munication, puter and family life control center applications such as a large number of applications in a variety of power supply, so people need more and more electronic load on performance requirements are also increasing. The traditional power detection is facing a great challenge. For the accurate detection of power supply reliability and load capacity, so the power electronics technology and puter control technology bined anically to achieve reliable detection of power supply. System mainly 89c51 microcontroller to control the core。 design constant current mode of electronic load, that is, no matter how the change in voltage, current through the electronic load current constant, and the current value can be set. Including the control circuit (MCU), drive isolation circuit (PWM wave), the main circuit, sampling circuit, display circuit, munication circuit, the keyboard scanning circuit. Key Words: ELOAD, SingleChip(MCU), Analog to Digital Convertor,Digital to Analog Convertor，PWM。 目錄 目 錄 摘要 ........................................................................ I Abstract ................................................................... II 1 電子負載的原理及概述 ...................................................... 1 電子負載的意義 ....................................................... 1 電子負載的工作方式 ................................................... 1 恒定電流方式 ................................................... 1 恒定電阻方式 ................................................... 2 恒定電壓方式 ................................................... 2 在本設計 中要做的主要任務 ............................................. 3 2 系統(tǒng)硬件設計 .............................................................. 4 電子負載設計模塊方框圖 ............................................... 4 單片機學習應用的六大重要部分 ......................................... 4 AT89C51 單片機的應用 ................................. 錯誤 !未定義書簽。 AT89C51 單片機性能特點 ......................... 錯誤 !未定義書簽。 AT89C51 各引腳圖及各管腳功能 ................... 錯誤 !未定義書簽。 電源 ................................................................. 4 芯片介紹 ....................................................... 4 原理圖 ......................................................... 5 A/D 轉(zhuǎn)換器接口 ADC0809 ................................................ 5 系統(tǒng)顯示模塊 ......................................................... 6 電壓、電流采樣 ....................................................... 7 電壓采樣 ....................................................... 7 電流采樣 ....................................................... 8 MOSFET 場效管的應用 ............................................ 9 集成運放的應用 ................................................ 10 系統(tǒng)保護電路的設計 .................................................. 13 過流保護 ...................................................... 13 過壓、短路保護 ................................................ 14 3 系統(tǒng)軟件設計 ............................................................ 15 匯編程序設計概述 .................................................... 15 Keil 開發(fā)軟件介紹 ................................................... 15 ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序設計 .......................................... 16 顯示子程序 .......................................................... 17 電子負載程序設計流程圖 .............................................. 18 4 系統(tǒng)的可靠性設計 ........................................................ 20 硬件系統(tǒng)的可靠性設計 ................................................ 20 目錄 硬件系統(tǒng)可靠性設計所注意事項 .................................. 20 軟件系統(tǒng)的可靠性設計 ................................................ 21 指令冗余 ...................................................... 21 攔截技術(shù) ...................................................... 21 軟件“看門狗”技術(shù) ............................................ 22 結(jié)論 ....................................................................... 28 致謝 ....................................................................... 29 參考文獻 ................................................................... 30 附錄 1：電子負載程序設計 ................................................... 31 附錄 2：原理圖 ............................................................. 49 河北工程大學畢業(yè)設計說明書 1 電子負載的原理及概述 在電子技術(shù)應用領(lǐng)域 ,經(jīng)常要對開關(guān)電源、線性電源、 UPS 電源、變壓器、整流器、電池、充電器等電子設備進行測試 ，如何對其輸出特性進行可靠、全面且比較簡單、快捷的測試 ， 一直是儀表測試行業(yè)研究的問題。 傳統(tǒng)的測試方法中一般都采用電阻、滑線變阻器、電阻箱等充當測試負載 ， 但這些負載不能滿足我們對負載多方面的要求 ， 如 ：恒定電流的負載 ； 帶輸出接口的負載 ； 隨意調(diào)節(jié)的負載、恒功率 的負載、動態(tài)負載 ； 多輸出端口的負載等。現(xiàn)在有一種新型多功能的電子負載 ， 可據(jù)實際應用中對負載特性的要求進行設置 ， 滿足了我們對負載的各種要求 ， 解決了開發(fā)研制測試中的困難。 電子負載的意義 電子負載即電子負荷。凡是能夠消耗能量的器件 ,可以廣泛地稱為負載。電子負載能消耗電能 ， 使之轉(zhuǎn)化成熱能或其它形式的能量。靜態(tài)的電子負載可以是電阻性 (如功率電阻、滑線變阻器等 ) 、電感性、電容性。但實際應用中 ， 負載形式就較為復雜 ， 如動態(tài)負載 ， 消耗功率是時間函數(shù) ， 或電流、電壓是動態(tài)的 ， 也可能是恒定電流、恒定電阻、恒定電壓 ， 不 同峰值系數(shù) (交流情況下 )， 不同功率因數(shù)或瞬時短路等。電子負載就是在實際應用中負載比較復雜的情況下而設計生產(chǎn)的測試設備。它能替代傳統(tǒng)的負載 ，如電阻箱、滑線變阻器、電阻線、電感、電容等。尤其對吸收恒定電流或以恒定電壓吸收電流 ， 或電壓電流都要在設定范圍突變等傳統(tǒng)方法不能解決的領(lǐng)域里 ， 更能顯示出優(yōu)越性能。 電子負載的工作方式 直流電子負載可以具備恒定電流、恒定電阻、恒定電壓、動態(tài)負載及短路負載等工作方式。 恒定電流方式 圖 1－ 1是電子負載與被測電源的連接圖和外特性圖。在定電流模式中 ,在額定使用環(huán) 境下 , 不論輸入電壓大小如何變化 , 電子負載將根據(jù)設定值來吸收電流。 若被測電壓在 5～ 10V變化 ， 設定電流為 100mA， 則當調(diào)節(jié)被測電壓值時 ， 負載上的